スマートフォンの写真をフルカラー3Dプリントに：Artec 3DとMimakiが手を組み、文化遺産保存の新たな地平を開く

超リアルなレプリカを求めて

セルビアの首都の旧市街に、見る人を魅了する彫像がある。ヘビと格闘するブロンズの漁師像で、高さはおよそ1.5メートル。数十年にわたる風雨にさらされ、苔や黴、あらゆる種類のテクスチャの複雑さに覆われており、そのデジタル化はやりがいのある挑戦であると同時に、困難な作業でもある。では、ベオグラードの広場を歩いていて、この印象的なモニュメントの前で足を止め、翌朝までにポケットサイズの完璧なレプリカを作ろうと思い立ったとしたら——手元にあるのはスマートフォンとデスクトップの3Dプリンターだけ、という状況を想像してほしい。

一見、突拍子もないアイデアに思えるだろう。歴史的に、彫刻の複製には高コストなデジタル化、手作業による型取り・鋳造、あるいは何時間もかけた時間のかかるデジタルスカルプティングが必要だったからだ。しかし今日、2つの技術がこれを革新的な方法で実現できる。キャプチャ側では、Artec StudioのAI搭載フォトグラメトリーがスマートフォンの画像セットからオブジェクトを再構築する。出力側では、Mimakiのフルカラーインクジェット3Dプリンター「3DUJシリーズ」がそのデジタルツインを物理的なオブジェクトに変換し、すべての傷や苔のひとかけらに至るまでリアルに再現する。

Artec Studio AIフォトグラメトリーで作成した彫像の3Dモデル（左）と、Mimaki 3DUJ-553で制作した超リアルな3Dプリントレプリカ（右）。

今回のコラボレーションの一環として、3D専門家チームは、市場の他のいかなる手法も及ばないレベルのリアリズムで、生き生きとした物理的なレプリカをシームレスに実現できることを証明しようとした。

ランドマークを一枚一枚撮影してキャプチャする

この彫像は、複雑な形状と経年による自然な摩耗のため、フォトグラメトリーにとってある種のストレステストとなった。「この彫像を選んだのは、非常に興味深い表面と多くの細かいディテールがあったからです。苔、黴の痕跡、損傷、さまざまなテクスチャのバリエーションといった自然な変化がありました。これらのディテールがデジタルモデルにどれだけ忠実に反映されるか、確かめてみたかったのです」と、セルビアでの現地撮影を指揮したArtec 3Dのビデオディレクター、グリゴリー・ガラシュクは説明する。

こうした課題にもかかわらず、データ収集プロセスは迅速に進んだ。実際の撮影はわずか15分で完了した。動画撮影とフォトグラメトリーキャプチャを同時並行で行いながら、ガラシュクは彫像の周りを2周して約350枚の画像を収集した。動画記録用にプロ用カメラも用意されていたが、Artec Studioの柔軟性のおかげで、スマートフォンの写真で十分だった。「どんなカメラやスマートフォンでも構いません。短い動画でも大丈夫です——角度に気をつけるだけでいい」とガラシュクは言う。

写真の撮影が終わると、あとはソフトウェアに任せるだけだった。「JPEGの写真をArtec Studioにアップロードし、そこで最終的な処理を行いました」とグリゴリーは語る。「個人的には、結果は非常に良かったと思います。体のプロポーションが正確に保たれ、色の再現も素晴らしく、細かいディテール、傷、コンクリートのテクスチャが美しくキャプチャされていました。それらすべてが、最終モデルに非常に自然な形で反映されていました。」

完成した3Dモデルは、実物と見紛うほどの精細さで彫刻を再現した。次のステップは、デジタルツインを実体化することだ。

Mimakiの3Dプリントワークフロー

テクスチャ豊かな3Dモデルが完成すると、プロジェクトは日本のMimaki Engineeringに引き渡され、3Dプロダクトマネージャーのマイケル・シッケルスがプリント工程を監督した。

プリントの断面：硬化した白インクのコアが、最大1,000万色（純粋なクリアを含む）を精密に混合して生成する約1mmのCMYKWインク層で覆われている。画像提供：Mimaki

モデルの品質により、シームレスなパイプラインが実現した。「Artecから受け取ったこの素晴らしい3Dモデルは、すでにウォータータイトな状態で、カラー画像テクスチャも申し分ありませんでした」とシッケルスは確認する。「そのため、3Dモデルをプリント用に準備するための作業は一切必要ありませんでした。」さらに続けて、移行がいかにスムーズだったかを述べた。「完全に手間いらずで簡単でした。モデルが3Dプリント可能かどうかを確認するための追加作業は不要でした。まさにプラグアンドプレイでした！」

その後、シッケルスはモデルをレイアウトしてプリントジョブを作成した。Mimakiの水溶性サポート材を使用したインクジェットプリントのおかげで、手動でのサポート配置は不要だった。「レイアウトソフトウェアが、オーバーハングのある箇所に必要最小限のサポートを自動的に配置します」と彼は説明する。

彫像は、Mimaki 3DUJ-553でフルカラープリントするのに14時間強かかった。プリンター内部では、8つのプリントヘッドを搭載したキャリッジがビルドエリア上を左右に移動し、各パスはUVランプで即座に硬化され、次のレイヤーが始まる前にローラーで平坦化される。プリントされた彫像の内部構造は、Mimakiのプロセスがいかに高度であるかを示している——モデルは内側から外側に向けて構築され、純白の硬化コアが、最大1,000万色（純粋なクリアを含む）を生成できる精密に混合されたCMYKWインクの約1mmのシェルで包まれている。

Mimaki 3DUJ-553：この仕事に最適なツール。画像提供：Mimaki

プリントが完了すると、彫像は水を満たした超音波洗浄機に入れられた。約4時間後、すべてのサポート材が溶解し、完成した作品はテーブルの上で自然乾燥させるだけでよかった。

このプロジェクトは、多くの点でこれまでの技術に伴うカラーリアリズムの限界を打ち破るものだった。文化遺産オブジェクトの3Dプリントという広い課題を念頭に置きながら、シッケルスは色の精度がいかに重要かを強調した。「こうした非常に重要な文化遺産モデルにおいては、3Dプリントが実物にできる限り近い仕上がりであることが不可欠です。リアリズムが鍵です。このフォトリアリスティックなカラー表現こそが、Mimakiテクノロジーがこの文化遺産分野にもたらす大きな利点です。」

彫像が蘇る。次に来るものは？

完成したプリントはそれ自体が雄弁に語る——ヘビでさえ、今にもシューッという音が聞こえてきそうなほど精細に再現されている。シッケルスにとって、このプロジェクトは従来のビジュアライゼーションや博物館アーカイブをはるかに超えた、さらに大きな可能性の一端を示すものだ。「Artec Studio Liteのおかげで、カメラを持つ誰もが世界に出て、高品質なフルカラー3Dプリント対応データを作成できるようになりました」と彼は言う。「それを踏まえると、Mimaki 3DUJフルカラー3Dプリントとのシナジーは非常に強く、多くの潜在的な用途が見込まれます。」

文化遺産の保存は素晴らしい出発点だが、Mimakiは同じワークフローが、消費者市場、3Dプリント愛好家やホビイスト、あるいはデザイン・ファッション・生物学プログラムの学生など、多様なオーディエンスに向けて繰り返し活用されることを想定している。アイデアを物理的なオブジェクトに変える強力な新ツールは、シッケルスのような革新者に「この技術でどこまで行けるか、楽しみでなりません」と感じさせる。

究極的には、このワークフローは学習と協働デザインのための比類なきツールを提供する。ベオグラードの風化した彫像は、スマートフォンのカメラとプリンターから生まれたフルカラーレプリカの一例に過ぎない。このプロジェクトは、超リアルな3Dプリントがもはや専門機器で満たされたスタジオを必要としないことの証明だ——必要なのは、アイデアを持つ人々の手の中で、互いに連携する適切なツールだけである。